Rart Dyreliv: De Virkelige Dyr I Antarktis

{h1}

På trods af sit omdømme som et paradis for yndige væsner som pingviner og sæler, er de dyr, der virkelig kalder antarktis hjem, mærkelige, hårde væsner, som de fleste mennesker sandsynligvis aldrig har hørt om nematoder, tardigrader, rotifers og springtails.

Bed nogen om at navngive et Antarktis landdyr, og chancerne er svaret vil være "pingvin." Prøv igen, siger David Barnes, en videnskabsmand med den britiske antarktisundersøgelse.

"Pingviner er ikke rigtig beboere på land. Alle arter undtagen for kejserpingviner - tilbringer de fleste af deres liv til søs," fortalte Barnes OurAmazingPlanet.

"Og også de andre havfugle går nordpå i Antarktis vinter," tilføjede han.

Det viser sig, at de sædvanlige mistænkte - pingviner, sæler - ikke rent faktisk bor på kontinentet. De besøger bare.

"For at se Antarktis bosatte landdyr må du have et mikroskop," sagde Barnes.

Og et blik afslører en outlandish cast af figurer, der er mere velegnede til Lewis Carrolls fiktion end en Disney-film, både i navn og evne. Kontinentets indfødte - rotifers, tardigrades og springtails, collembola og mider - besidder et bizart array af fysiologiske værktøjer til at overleve på det koldeste, vindende, højeste og tørste kontinent på jorden.

Derudover er der tegn på, at disse underlige antarktiske dyr er rester af en svunden alder, de eneste overlevende i en forsvundet verden - noget engang troede næsten umuligt.

"Tjenestemanden er, at vi tror, ​​at vores dyr overlevede den sidste istid," siger biolog Byron Adams, professor ved Brigham Young University.

Denne springtail arter (Gomphiocephalus hodgsoni) findes almindeligvis i de tørre dale, et af de få isfrie områder i Antarktis.

Denne springtail arter (Gomphiocephalus hodgsoni) findes almindeligvis i de tørre dale, et af de få isfrie områder i Antarktis.

Kredit: Barry O'Brien, © University of Waikato.

Små pachydermer

Det største af kontinentets landdyr, de såkaldte "elefanter i Antarktis", er collembola eller, som de er mere almindeligt kendt, springtails. I modsætning til flertallet af deres naboer er de synlige for det blotte øje.

"De ligner insekter - lidt som en ørewig," sagde Ian Hogg, en ferskvandsøkolog og lektor ved New Zealands University of Waikato. "Men de er meget kortere end earwigs," tilføjede Hogg.

Typisk under en millimeter lang ligner de små, seksbenede leddyr som insekter, men mere primitive og ligner sandsynligvis de gamle forfædres gamle forfædre, sagde Hogg. De lever under klipper nær kystområder, og overlever på en diæt af svampe og bakterier. Hogg har fundet dem så langt syd som 86 graders breddegrad. [Strangest steder hvor livet er fundet]

Selv om springtaver findes over hele verden, har de, der bor i Antarktis, et par tricks for at overleve de brutale forhold. De kan sænke deres metabolisme for at spare energi, "og når det kommer tæt på vinteren, begynder de at producere glycerol, hvilket sænker deres frysepunkt," sagde Hogg.

Men selv springtails kan svigte under barske antarktiske forhold. "Hvis de bliver for koldt, fryser de solidt, og det er slutningen af ​​dem," sagde Hogg.

Worm close-up: Den hårdeste af de hårde, Scottnema lindsayae nematoder lever i Antarktis hårdeste jordbund

Worm close-up: Den hårdeste af de hårde, Scottnema lindsayae nematoder lever i Antarktis hårdeste jordbund

Kredit: Manuel Mundo-Ocampo.

De er aliiiive

Men for Antarktis mest rigelige jorddyr, små nematode orme, er frysning ikke dødelig - det er mere som et pænt festtrick.

Hardy ormene er en af ​​de mest rigelige skabninger på Jorden, og i Antarktis enkle økosystemer er de konge.

"De er kontinenterne på kontinentet," sagde BYUs Byron Adams. "Hvad dyr går, er du mere tilbøjelig til at finde en nematode end noget."

Ormene kan være små - en ægte whopper er næsten lige så lang som en krone er tyk, sagde Adams - men de har de kombinerede biologiske kræfter hos en MacGyver og en Lazarus.

For det første anvender ormene opfindelsesmæssige fysiologiske processer for at afværge virkningerne af ekstrem kulde.

Ligesom springtails kan Antarktis nematoder sænke deres frysepunkt. De har også en mekanisme til at beskytte deres celler mod farerne ved frosset vand, så de kan overleve i temperaturer langt under frysning.

Lille konge: En Plectus murrayi nematode.

Lille konge: En Plectus murrayi nematode.

Kredit: Byron Adams.

Inde i en celle kan is være dødbringende. "Forestil dig en dråbe vand," sagde Adams. "Det er glat og rundt. Når det bliver til is, bliver det til en ninja-stjerne type ting med alle disse skarpe punkter. Det får cellerne til at springe - det dræber cellen," sagde han. Den samme proces forårsager frostskader og dets ubehagelige virkninger. Når celler dør, bliver vævet ødelagt.

For at forhindre dette producerer nematoder proteiner, der virker som pakning af jordnødder, der omgiver de skarpkantede iskrystaller med små puder for at beskytte cellerne mod brud og efterfølgende død.

Når forholdene bliver for tørre (ormene kræver, at fugt skal fungere), har ormene mulighed for at falde ind i en dødslignende tilstand af suspenderet animation, hvorfra de kan genoplive mange måneder, selv årtier senere, når forholdene bliver bedre.

"De pumper alt vandet ud af kroppen, indtil de tørres ud som en lille Cheerio," sagde Adams - en proces svarende til frysetørring. Ormen blæser så bogstaveligt talt bare i vinden, indtil vandet vender tilbage - ofte ikke til den følgende sommer, når smelte fra gletschere skaber ferskvandsstrømme rundt om i kontinentet.

"Når vandet kommer tilbage, suger nematoderne vandet tilbage i deres kroppe, og de er genanvendte - de kommer tilbage til livet," sagde Adams.

Strategien er ikke unik for Antarktis. Nematoder, der lever i varme, tørre ørkener gør det samme, tilføjede han. [Hårdeste miljøer på jorden]

Det er stadig ikke klart, hvor længe ormene kan overleve i denne tilstand, men nematoder har genoplivet efter 60 år i frysetørret tilstand.

For al deres sejhed kan nematoderne have en grund til at misunde en af ​​deres antarktiske kolleger - tardigrader - der er lige så robuste, men har kun en ting, nematoder ikke har fået: godt udseende.

Nogle gange kaldes vandbjørne, tardigrader er utroligt hårde.

Nogle gange kaldes vandbjørne, tardigrader er utroligt hårde.

Kredit: Byron Adams.

Brawny skønheder

"De er rigtig søde," sagde Adams.

Tardigrader ser lidt ud som en bjørn krydset med en sød kartoffel. Faktisk ser de huggable - en sjælden kvalitet blandt mikroskopiske dyr. De har klumpede kroppe og otte ben, hvorfra buede bjørnlignende kløer rager ud.

Ligesom nematoder kan disse algerende vanddyr "frysetørre" sig selv og har endda overlevet en tur i jordbunden.

"Det var helt overraskende for mig, at eksponering for rummets vakuum med sin ekstreme udtørrende effekt ikke havde nogen indflydelse på overlevelse," sagde Ingemar Jönsson, professor ved Sveriges Kristianstad Universitet, i en email. Jönsson orkestrerede tardigrade rumturen ombord på et europæisk luftfartsselskabsfartøj i 2007.

Antarktis Shackleton Range, fotograferet af NASA forskere. Rocky outcroppings og bjerge kan have været øer i livet i den sidste istid.

Antarktis Shackleton Range, fotograferet af NASA forskere. Rocky outcroppings og bjerge kan have været øer i livet i den sidste istid.

Kredit: Michael Studinger / NASA.

Hvor kom du fra?

De to resterende Antarctic beboere er mider - små arachnider, der lever sammen med springtails under sten - og rotiferer, mikroskopiske, slankede væsner, der bor sammen med nematoder og tardigrader i mere fugtige omgivelser. Selv om der er mange arter af hver, er det forbavsende at i det væsentlige kunne tælle landdyrene på et helt kontinent på den ene side.

Og selvom disse ekstreme organismer bruger en række biologiske stunter til at overleve i Antarktis, kan de ikke leve i selve isen, og det var længe accepteret, at dyrene var ret nye ankomster.

"Dogmatikken er, at kontinentet i det sidste is var helt dækket af is og der var intet liv," sagde Adams. "Det ville betyde, at alle de organismer, der bor der, skulle have flyttet tilbage der siden det sidste glaciale maksimum - i de sidste 12 [tusind] til 20 tusind år." Det er, da tilbagetrækning af is ville have udsat jordstykker, der passer til beboelse.

"Problemet med det er næsten alle de dyr, vi finder i Antarktis, er indfødte til Antarktis," sagde han. "De findes ikke andre steder i verden, og de er ikke nært beslægtede."

Genetiske tegn tyder på, at kontinentets beboere skal have stak det ud gennem det sidste glaciale maksimum. At i det væsentlige har de været der siden 100.000 år siden, da planeten begyndte at afkøles.

Dette ændrer sammen med geologiske beviser nogle af den accepterede tænkning. Nu tror mange antarktisforskere, at kontinentet ikke var helt isbundet under det sidste glaciale maksimum. "Vi mener, at der var områder, der blev udsat for, og at disse dyr overlevede i små lommer - og når ispladerne blev tilbagekaldt, udvide de deres rækkevidde."

I det væsentlige dræbte kulden og manglen på fugt af kontinentets mere delikate dyr, og efterladte kun den hårdeste. Med næsten ingen konkurrenter for de begrænsede ressourcer var Antarktis små dyr pludselig de smarteste mænd i rummet, der kunne flytte ud og overtage kontinentet.

Anspændt fremtid

Selv som forskere lærer mere om fortiden i Antarktis dyreliv, bruger de kontinentets beboere til at kigge ind i fremtiden.

"Hvad der virkelig er fascinerende om at arbejde i Antarktis, er at vi kan se på virkningen af ​​klimaændringer på en enkelt art i jorden", sagde Diana Wall, en jordøkolog ved Colorado State University, der har studeret Antarktis lille dyreliv for mere end to årtier.

"Vi kan ikke gøre det med en enkelt art andre steder - samfundene er så komplekse," sagde hun.

Hogg aftalt. "Antarktis er et så simpelt system. Springtails er de største ting, du skal bekymre dig om," sagde han. "Og ændringerne der nede sker meget hurtigere, end de vil i mere tempererede breddegrader, så det gør det til et rigtig fascinerende sted at se på disse ændringer, og hvordan det kan reagere."

Kontinentet tjener som et uberørt, naturligt laboratorium, sagde Adams.

"Hvis du tager en prøve fra en strand i Florida, og du får en uregelmæssig læsning, kan det skyldes noget," sagde han. "Hvor vi arbejder i Antarktis, har vi ikke nogen af ​​disse variabler."

Ironisk nok, fordi Antarktis ikke har nogen indfødt menneskelig befolkning (sammen med de uundgåelige miljømæssige fodspor, vi efterlader), er det et af de bedste steder på Jorden for at studere, hvordan klimaændringer påvirker de steder, folk lever, siger Adams. [Galleri: One-of-a-Kind Steder på Jorden]

"Nogen kan sige," Nå er springtails ikke meget spændende dyr, "sagde Hogg. Men han tilføjede at studere dem og deres Antarktis naboer, som alle spiller en rolle i cykliske næringsstoffer gennem miljøet, kan bidrage til at belyse, hvordan økosystemer tættere på hjemmet kan ændre sig med klimaet.

"Det kan hjælpe os med at lære om landbrugssystemer og de steder, vi bryr os om og stole på vores daglige trivsel," sagde han

"Det er meget tiltrækkende for dem af os, der forsøger at komme til bunden af ​​fundamentet for forholdet mellem biodiversitet og klimaændringer," siger Adams. "Dette er det eneste sted, hvor vi kan gøre disse eksperimenter i et naturligt system."

  • Infografisk: Antarktis - 100 års efterforskning
  • Skabninger af den frosne dybe: Antarktis havliv
  • Billedgalleri: Livet på Sydpolen

Nå Andrea Mustain hos [email protected]. Følg hende på Twitter @AndreaMustain. Følg OurAmazingPlanet for det seneste i Earth science og udforskningsnyheder på Twitter @OAPlanet og på Facebook.


Video Supplement: The Third Industrial Revolution: A Radical New Sharing Economy.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com